電力干式變壓器的故障分析與診斷(4)

較好節(jié)干式變壓器故障綜合判斷方法

根據(jù)干式變壓器運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，有必要在以下情況發(fā)生變化時(shí)對(duì)干式變壓器進(jìn)行故障診斷。

(1)正常停電條件下的交接、維修驗(yàn)收或預(yù)防性試驗(yàn)中有一項(xiàng)或幾項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)。

(2)運(yùn)行中出現(xiàn)異常，被迫切斷電源進(jìn)行維護(hù)和測(cè)試。

(3)運(yùn)行中事故引起的其他異常(如出口短路)或停電尚未解體(掛心或掛罩)。

出現(xiàn)上述任何一種情況，往往需要迅速進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，以確定是否存在故障、故障的性質(zhì)、可能的位置、大致范圍、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)和影響范圍等。

為了綜合判斷干式變壓器的故障，必須結(jié)合干式變壓器的運(yùn)行狀況、歷史數(shù)據(jù)和故障特征，采用針對(duì)性的色譜分析、電氣檢測(cè)等多種有效的方法和途徑，科學(xué)有序地綜合分析判斷故障。

一、有針對(duì)性的綜合判斷檢測(cè)方法

以下檢測(cè)方法用于判斷大中型干式變壓器的故障。

(1)油色譜分析判斷異常：

1)檢測(cè)干式變壓器繞組的DC電阻。

2)測(cè)試干式變壓器鐵芯的絕緣電阻和鐵芯接地電流。

3)檢測(cè)干式變壓器空載損耗和空載電流。

4)運(yùn)行中跟蹤監(jiān)測(cè)油色譜和局部放電。

5)檢查干式變壓器潛水泵及相關(guān)附件的運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行中用紅外測(cè)溫儀檢測(cè)干式變壓器油箱表面溫度分布和套管端部接頭溫度。

6)測(cè)試干式變壓器的絕緣特性，如絕緣電阻、吸收率、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗、漏電流等。

7)絕緣油的擊穿電壓、油的介電損耗、油中的含水量、油中的氣體含量(500千伏級(jí))等

8)干式變壓器運(yùn)行或停電后的局部放電檢測(cè)。

9)絕緣油中糠醛含量和絕緣紙聚合度的檢測(cè)。

10)交流耐壓試驗(yàn)。

(2)氣體繼電器運(yùn)行報(bào)警后：應(yīng)進(jìn)行油色譜分析和氣體繼電器中的氣體分析，必要時(shí)按照?qǐng)D4-1所示的綜合判斷程序進(jìn)行。

(3)干式變壓器出口短路后進(jìn)行的試驗(yàn)：

1)油色譜分析。

2)干式變壓器繞組DC電阻的檢測(cè)。

3)短路阻抗測(cè)試。

4)繞組頻率響應(yīng)測(cè)試。

5)空載電流和空載損耗試驗(yàn)。

(4)確定干式變壓器絕緣潮濕時(shí)要進(jìn)行的試驗(yàn)：

1)絕緣特性測(cè)試。如絕緣電阻、吸收率、極化指數(shù)、介質(zhì)損耗、漏電流等。

2)干式變壓器油(500千伏級(jí))的擊穿電壓、油介電損耗、含水量和氣體含量測(cè)試。

3)絕緣紙含水量檢測(cè)。

(5)判斷絕緣老化的試驗(yàn)：

1)油色譜分析。尤其是油中一氧化碳和二氧化碳的含量和變化。

2)干式變壓器油酸值的檢測(cè)。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

3)干式變壓器油中糠醛含量的檢測(cè)。

4)油中含水量的檢測(cè)。

5)絕緣紙或紙板聚合度的檢測(cè)。

(6)干式變壓器異常振動(dòng)和噪聲的檢測(cè)：

1)振動(dòng)檢測(cè)。

2)噪聲檢測(cè)。

3)油色譜分析。

4)干式變壓器阻抗電壓的測(cè)量。

(7)中小型干式變壓器常用的檢測(cè)和判斷方法：

1)檢測(cè)DC電阻。用電橋測(cè)量各相高低壓繞組的DC電阻，觀察相間電阻是否平衡，與出廠數(shù)據(jù)是否一致；如果不能測(cè)量相位電阻，可以測(cè)量線路電阻。從繞組的DC電阻值可以判斷繞組是否完整，有無短路或開路，分接開關(guān)的接觸電阻是否正常。如果切換分接開關(guān)后DC電阻變化很大，則表明問題出在分接開關(guān)觸點(diǎn)，而不是繞組本身。上述

3)檢測(cè)介質(zhì)損耗因子tzJ。測(cè)量繞組之間以及繞組與地之間的介質(zhì)損耗因數(shù)tzJ，根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷各側(cè)繞組的絕緣整體是否受潮或劣化。

4)取絕緣油樣品進(jìn)行簡(jiǎn)化試驗(yàn)。用閃點(diǎn)儀測(cè)量絕緣油的閃點(diǎn)是否降低，絕緣油是否有碳粒和紙屑，注意油樣是否有焦味。同時(shí)，測(cè)量油中的氣體含量，用上述方法判斷故障的類型和性質(zhì)。

5)空載試驗(yàn)。對(duì)干式變壓器進(jìn)行空載試驗(yàn)，測(cè)量三相空載電流和空載損耗值，以判斷鐵芯硅鋼片之間是否有故障、磁路短路和繞組短路故障。

第二節(jié)綜合分析判斷的基本原則

(1)接觸設(shè)備結(jié)構(gòu)。熟悉和掌握干式變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，是干式變壓器絕緣配合、引線方向、絕緣狀態(tài)、油質(zhì)等故障診斷的關(guān)鍵。再比如干式變壓器的冷卻方式是風(fēng)冷還是強(qiáng)制油循環(huán)冷卻，以及干式變壓器的運(yùn)行歷史和維護(hù)記錄，這些都是故障診斷的重要參考。

(2)結(jié)合外部門檻。在診斷干式變壓器故障時(shí)，必須知道干式變壓器的外部閾值是否有影響，如出口是否發(fā)生短路；電網(wǎng)中的諧波或過電壓是否有影響；負(fù)荷率是多少；負(fù)載如何變化等。

(3)與法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比。與法規(guī)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相比，如果情況超標(biāo)，必須找出原因，找出超標(biāo)的根本原因，并認(rèn)真對(duì)待

(4)與歷次數(shù)據(jù)相比較。僅以是否超標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行故障判斷，往往不夠準(zhǔn)確，需要考慮與本身歷次數(shù)據(jù)進(jìn)行比較才能了解潛伏性故障的起因和發(fā)展情況，例如，試驗(yàn)結(jié)果盡管數(shù)值偏大，但一直比較穩(wěn)定，應(yīng)該認(rèn)為仍屬正常；但試驗(yàn)結(jié)果雖未超標(biāo)而與上次相比卻增加很多，就需要認(rèn)真分析，查明原因。

(5)與同類設(shè)備相比較(橫向比較)。—同容量或相同運(yùn)行狀態(tài)的干式變壓器是否有異常因的影響還是內(nèi)在的變化。臺(tái)干式變壓器發(fā)現(xiàn)異常，而同一地點(diǎn)的另一臺(tái)相這樣結(jié)合分析有利于準(zhǔn)確判斷故障現(xiàn)象是外

(6)與自身不同部位相比較(縱向比較)。對(duì)干式變壓器本身的不同部位進(jìn)行檢查比較。如干式變壓器油箱箱體溫度分布是否變化均勻，局部溫度是否有突變。又如用紅外成像儀檢查干式變壓器套管或油枕溫度，以確定是否存在缺油故障等。再如測(cè)繞組絕緣電阻時(shí)，分析高對(duì)中、低、地，中對(duì)高、低、地與低對(duì)高、中、地是否存在明顯差異，測(cè)繞組電阻、測(cè)套管C及tg8時(shí)，三相間有無異常不同，這些也有利于對(duì)故障部位的準(zhǔn)確判斷。

第三節(jié)故障分析判斷的程序

1．故障判斷的步驟

1)判斷干式變壓器是否存在故障，是隱性故障還是顯性故障。

2)判斷屬于什么性質(zhì)的故障，是電性故障還是熱性故障，是固體絕緣故障還是油性

3)判斷干式變壓器故障的狀況，如熱點(diǎn)溫度、故障功率、嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)以及油中氣體的飽和程度和達(dá)到飽和而導(dǎo)致繼電器動(dòng)作所需的時(shí)間等。

4)提出相應(yīng)的反事故措施，如能否繼續(xù)運(yùn)行，繼續(xù)運(yùn)行期間的安全技術(shù)措施和監(jiān)視手段或是否需要內(nèi)部檢查修理等。

2．有無異常的判斷

從干式變壓器故障診斷的一般步驟可見，根據(jù)色譜分析的數(shù)據(jù)著手診斷干式變壓器故障時(shí)，先先是要判定設(shè)備是否存在異常情況，常用的方法有：

1)將分析結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)(總烴、乙炔、氫氣含量)與DL／T596—1996規(guī)程中的注意值作比較。如果有一項(xiàng)或幾項(xiàng)主要指標(biāo)超過注意值時(shí)，說明設(shè)備存在異常情況，要引起注意。但規(guī)程推薦的注意值是指導(dǎo)性的，它不是劃分設(shè)備是否異常的唯一判據(jù)，不應(yīng)當(dāng)作強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；而應(yīng)進(jìn)行跟蹤分析，加強(qiáng)監(jiān)視，注意觀察其產(chǎn)生速率的變化。有的設(shè)備即使特征氣體低于注意值，但增長(zhǎng)速度很高，也應(yīng)追蹤分析，查明原因；有的設(shè)備因某種原因使氣體含量超過注意值，也不能立即判定有故障，而應(yīng)查閱原始資料，若無資料，則應(yīng)考慮在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行追蹤分析；當(dāng)增長(zhǎng)率低于產(chǎn)氣速率注意值，仍可認(rèn)為是正常的。

在判斷設(shè)備是否存在故障時(shí)，不能只根據(jù)一次結(jié)果來判定，而應(yīng)經(jīng)過多次分析以后，將分析結(jié)果的絕對(duì)值與導(dǎo)則的注意值作比較，將產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣速率的參考值作比較，當(dāng)兩者都超過時(shí)，才判定為故障。

2)了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、安裝、運(yùn)行及檢修等情況，徹底了解氣體真實(shí)來源，以免造成誤判斷。一般遇到非故障性質(zhì)的原因情況及誤判的可能參見表4—2。另外，為了減少可能引起的誤判斷，必須按DL／T596—1996的規(guī)定：新設(shè)備及大修后在投運(yùn)前，應(yīng)作一次分析；在投運(yùn)后的一段時(shí)間后，應(yīng)作多次分析。因?yàn)楣收显O(shè)備檢修后，絕緣材料殘油中往往殘存著故障氣體，這些氣體在設(shè)備重新投運(yùn)的初期，還會(huì)逐步溶于油中，因此在追蹤分析的初期，常發(fā)現(xiàn)油中氣體有明顯增長(zhǎng)的趨勢(shì)，只有通過多次檢測(cè)，才能確定檢修后投運(yùn)的設(shè)備是否消除了故障。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

表4—2造成油色譜誤判斷的非故障原因

非故障原因

對(duì)油中氣體組分變化的影響

誤判的可能

屑于設(shè)備結(jié)構(gòu)上的原固

(1)有載調(diào)壓器滅弧室油向本體滲漏

(2)使用有不穩(wěn)定的絕緣材料，造成早期熱分解(如使用札030醇酸絕緣漆)

(3)使用有活性的金屬材料，促進(jìn)抽的分解(如使用奧氏體不銹鋼)

使本體油的乙炔增加

產(chǎn)生CO與H2等，增加它們?cè)谟椭械臐舛?/p>

增加油中H2含量

放電故障

固體絕緣發(fā)熱或受潮

油中有水分

屬于安裝、運(yùn)行、維護(hù)上的原因

(1)設(shè)備安裝前，充CO2安裝注油時(shí)，未排盡余氣

(2)充氮保護(hù)時(shí)，使用不合格的氮?dú)?/p>

(3)油與絕緣物中有空氣泡(如安裝投運(yùn)前，油未脫氣及真空注油，運(yùn)行中系統(tǒng)不嚴(yán)

密而進(jìn)氣等)

(4)檢修中帶油補(bǔ)焊

(5)油處理中，油加熱器不合格，使油過熱分解

(6)充用含可燃烴類氣體的油，或原有過

故障，油未脫氣或脫氣不完全

增加油中CO2含量

氮?dú)夂琀2、CO等雜氣

由于氣泡性放電產(chǎn)生H2和C2H2

增加乙炔含量

增加乙炔等含量

油溶解度大的可燃烴氣體含量高

固體絕緣發(fā)熱

發(fā)熱受潮

放電故障

放電故障

放電故障

發(fā)熱、放電

非故障原因

對(duì)油中氣體組分變化的影響

誤判的可能

屬于附屬設(shè)備或其他原因

(1)潛油泵、油流繼電器接點(diǎn)電火花或電

機(jī)缺陷

(2)設(shè)備環(huán)境空氣中CO和烴含量高

增加乙炔等可燃?xì)怏w

增加油中CO和烴含量

放電故障

固體絕緣發(fā)熱

3)注意油中CO、C島含量及比值。干式變壓器在運(yùn)行中固體絕緣老化會(huì)產(chǎn)生CO和CO2。同時(shí)，油中CO和CO2的含量既同干式變壓器運(yùn)行年限有關(guān)，也與設(shè)備結(jié)構(gòu)、運(yùn)行負(fù)荷和油溫等因素有關(guān)，因此目前導(dǎo)則還不能規(guī)定統(tǒng)一的注意值。只是粗略的認(rèn)為，在開放式的干式變壓器中，CO含量小于300uL／L，CO2／CO比值在7左右時(shí)，屬于正常范圍；而薄膜密封干式變壓器中CO2／CO比值一般低于7時(shí)也屬于正常值。

3．故障嚴(yán)重性判斷

當(dāng)確定設(shè)備存在潛伏性故障時(shí)，就要對(duì)故障嚴(yán)重性作出正確的判斷。判斷設(shè)備故障的嚴(yán)重程度，除了根據(jù)分析結(jié)果的絕對(duì)值外，必須根據(jù)產(chǎn)氣速率來考慮故障的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)橛?jì)算故障的產(chǎn)氣速率可確定設(shè)備內(nèi)部有無故障，又可估計(jì)故障嚴(yán)重程度。

導(dǎo)則推薦干式變壓器和電抗器總烴產(chǎn)氣速率的注意值：開放式干式變壓器為0．25ml／h，密閉式干式變壓器0．5mI／h。如以相對(duì)產(chǎn)氣速率來判斷設(shè)備內(nèi)部狀況，則總烴的相對(duì)產(chǎn)氣速率大于10％／月就應(yīng)引起注意，如大于40uL／L／月可能存在嚴(yán)重故障。在實(shí)際工作中，常將氣體濃度的絕對(duì)值與產(chǎn)氣速率相結(jié)合來診斷故障的嚴(yán)重程度，例如當(dāng)絕緣值超過導(dǎo)則規(guī)定注意值的5倍，且產(chǎn)氣速率超過導(dǎo)則規(guī)定注意值的2倍時(shí)，可以判斷為嚴(yán)重故障。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

當(dāng)有意識(shí)地用產(chǎn)氣速率考察設(shè)備的故障程度時(shí)，必須在考察期間干式變壓器不要停運(yùn)而盡量保持負(fù)荷的穩(wěn)定性，考察的時(shí)間以1～3個(gè)月為宜。如果在考察期間，對(duì)油進(jìn)行脫氣處理或在較短的運(yùn)行期間及油中含氣量很低時(shí)進(jìn)行產(chǎn)氣速率的考察，會(huì)帶來較大的誤差。

4．故障類型的判斷

設(shè)備存在異常情況時(shí)，應(yīng)對(duì)其故障類型作出判斷，主要有特征氣體法和IEC三比值法；但在用IEC三比值法應(yīng)注意的有關(guān)問題有

(1)采用三比值法來判斷故障的性質(zhì)時(shí)必須符合的條件。

1)色譜分析的氣體成分濃度應(yīng)不少于分析方法靈敏度極根值的10倍。

2)應(yīng)排除非故障原因引入的數(shù)值干擾。

3)在一定的時(shí)間間隔內(nèi)(1～3個(gè)月)產(chǎn)氣速率超過10％／月。

(2)注意三比值表以外的比值的應(yīng)用，如122、121、222等組合形式在表中找不到相應(yīng)的比值組合，對(duì)這類情況要進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析和分解處理。如有的認(rèn)為122組合可以分解為102 020，即說明故障是高能放電兼過熱。另外，在追蹤監(jiān)視中，要認(rèn)真分析含氣成分變化規(guī)律，找出故障類型的變化、發(fā)展過程，例如三比值組合方式由102—122，則可判斷故障是先過熱，后發(fā)展為電弧放電兼過熱。當(dāng)然，分析比值的組合方式時(shí)，還要結(jié)合設(shè)備的歷史狀況、運(yùn)行檢修和電氣試驗(yàn)等資料，較后作出正確的結(jié)論。

(3)注意對(duì)低溫過熱涉及固體絕緣老化的正確判斷。因?yàn)榻^緣紙?jiān)?50''C以下熱裂解時(shí)，除了主要產(chǎn)生CO2外，還會(huì)產(chǎn)生一定量的CO、乙烯和甲烷，此時(shí)，成分的三比值會(huì)出現(xiàn)001、002甚至021、022等的組合，這樣就可能造成誤判斷。在這種情況下，必須先先考慮各氣體成分的產(chǎn)氣速率，如果CO2始終占主要成分，并且產(chǎn)氣速率一直比其他氣體高，則對(duì)001--002及021--022等組合，應(yīng)認(rèn)為是固體絕緣老化或低溫過熱。

(4)注意設(shè)備的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行情況。三比值法引用的色譜數(shù)據(jù)是針對(duì)典型的故障設(shè)備，而不涉及故障設(shè)備的各種具體情況，如設(shè)備的保護(hù)方式、運(yùn)行情況等。如開放式的干式變壓器，應(yīng)考慮到氣體的逸散損失，特別是甲烷和氫氣的損失率，因此引用三比值時(shí)，應(yīng)對(duì)甲烷、H2比值作些修正。另外，引用三比值是根據(jù)各成分氣體超過注意值，特別是產(chǎn)氣速率，有理由判斷可能存在故障時(shí)才應(yīng)用三比值進(jìn)一步判斷其故障性質(zhì)，所以用三比值監(jiān)視設(shè)備的故障性質(zhì)應(yīng)在故障不斷產(chǎn)氣過程中進(jìn)行，如果設(shè)備停運(yùn)，故障產(chǎn)氣停止，油中各成分能會(huì)逐漸散失，成分的比值也會(huì)發(fā)生變化，因此，不宜應(yīng)用三比值法。

(5)目前對(duì)尚沒有列入三比值法的某些組合的判斷正在研究之中。例如121或122對(duì)應(yīng)于某些過熱與放電同時(shí)存在的情況，202或212對(duì)于裝有載調(diào)壓開關(guān)的干式變壓器應(yīng)考慮開關(guān)油箱的油可能滲漏到本體油中的情況。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

四、綜合分析診斷的要求

(1)綜合分析判斷故障時(shí)一般要注意的幾個(gè)方面：

1)將試驗(yàn)結(jié)果的幾項(xiàng)主要指標(biāo)(總烴、乙炔、氫)與DL／T596--1996規(guī)程列出的注意值作比較。

2)對(duì)CO和Cq變化要進(jìn)行具體分析比較。

3)油中溶解氣體含量超過DL／T596--1996規(guī)程所列任一項(xiàng)數(shù)值時(shí)應(yīng)引起注意，但注意值不是認(rèn)定設(shè)備是否正常的唯一判據(jù)。必須同時(shí)注意產(chǎn)氣速率，當(dāng)產(chǎn)氣速率也達(dá)到注意值時(shí)，應(yīng)作綜合分析并查明原因。有的新投入運(yùn)行的或重新注油的設(shè)備，短期內(nèi)各種氣體含量迅速增加，但尚未超過給定的數(shù)值，也可判斷為內(nèi)部異常狀況；有的設(shè)備因某種原因使氣體含量基值較高，超過給定的注意值，但增長(zhǎng)率低于前述產(chǎn)氣速率的注意值，仍可認(rèn)為是正常設(shè)備。

4)當(dāng)認(rèn)為設(shè)備內(nèi)部存在故障時(shí)，可用三比值法對(duì)故障類型作出分析。

5)在氣體繼電器內(nèi)出現(xiàn)氣體情況下，應(yīng)將繼電器內(nèi)氣樣的分析結(jié)果，按前述方法與油中取出氣體的分析結(jié)果作比較。

6)根據(jù)上述結(jié)果與其他檢查性試驗(yàn)相結(jié)合，測(cè)量繞組直流電阻、空載特性試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)和測(cè)量微量水分等，并結(jié)合該設(shè)備的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行、檢修等情況，綜合分析判斷故障的性質(zhì)及部位，并根據(jù)故障特征，可相應(yīng)采取紅外檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和其它帶電檢測(cè)等技術(shù)手段加以綜合診斷。并針對(duì)具體情況采取不同的措施，如縮短試驗(yàn)周期、加強(qiáng)監(jiān)視、限制負(fù)荷、近期安排內(nèi)部檢查、立即停電檢查等。

(2)綜合分析診斷應(yīng)注意的問題。

1)由于干式變壓器內(nèi)部故障的形式和發(fā)展是比較復(fù)雜的，往往與多種因素有關(guān)，這就特別需要進(jìn)行全面分析。先先要根據(jù)歷史情況和設(shè)備特點(diǎn)以及環(huán)境等因素，確定所分析的氣體究竟是來自外部還是內(nèi)部。所謂外部的原因，包括冷卻系統(tǒng)潛油泵故障、油箱帶油補(bǔ)焊、油流繼電器接點(diǎn)火花，注入油本身未脫凈氣等。如果排除了外部的可能，在分析內(nèi)部故障時(shí)，也要進(jìn)行綜合分析。例如，絕緣預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果和檢修的歷史檔案、設(shè)備當(dāng)時(shí)的運(yùn)行情況，包括溫升、過負(fù)荷、過勵(lì)磁、過電壓等，及設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制造廠同類產(chǎn)品有無故障先例、設(shè)計(jì)和工藝有無缺陷等。

2)根據(jù)油中氣體分析結(jié)果，對(duì)設(shè)備進(jìn)行診斷時(shí)，還應(yīng)從安全和經(jīng)濟(jì)兩方面考慮，對(duì)于某些過熱故障，一般不應(yīng)盲目地建議吊罩、吊心，進(jìn)行內(nèi)部檢查修理，而應(yīng)先先考慮這種故障是否可以采取其他措施，如改善冷卻條件、限制負(fù)荷等來予以緩和或控制其發(fā)展，何況有些過熱性故障即使吊罩、吊心也難以找到故障源。對(duì)于這一類設(shè)備，應(yīng)采用臨時(shí)對(duì)策來限制故障的發(fā)展，只要油中溶解氣體未達(dá)到飽和，即使不吊罩、吊心修理，仍有可能安全運(yùn)行一段時(shí)間，以便觀察其發(fā)展情況，再考慮進(jìn)一步的處理方案。這樣的處理方法，既能避免熱性損壞，又能避免人力、物力的浪費(fèi)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

3)關(guān)于油的脫氣處理的必要性，要分幾種情況區(qū)別對(duì)待：當(dāng)油中溶解氣體接近飽和時(shí)，應(yīng)進(jìn)行油脫氣處理，避免氣體繼電器動(dòng)作或油中析出氣泡發(fā)生局部放電；當(dāng)油中含氣量較高而不便于監(jiān)視產(chǎn)氣速率時(shí)，也可考慮脫氣處理后，從起始值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但需要明確的是，油的脫氣并不是處理故障的手段，少量的可燃性氣體在油中并不危及安全運(yùn)行，因此，在監(jiān)視故障的過程中，過分頻繁的脫氣處理是不必要的。

4)在分析故障的同時(shí)，應(yīng)廣泛采用新的測(cè)試技術(shù)，例如電氣或超聲波法的局部放電的測(cè)量和定位、紅外成像技術(shù)檢測(cè)、油及固體絕緣材料中的微量水分測(cè)定，以及油中金屬微粒的測(cè)定等，以利于尋找故障的線索，分析故障原因，并進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。

第五章干式變壓器事故處理

較好節(jié)干式變壓器自行跳閘后的處理

為了干式變壓器的安全運(yùn)行及操作，干式變壓器高、中、低壓各側(cè)都裝有斷路器，同時(shí)還裝設(shè)了必要的繼電保護(hù)裝置。當(dāng)干式變壓器的斷路器自動(dòng)跳閘后，運(yùn)行人員應(yīng)立即清楚、準(zhǔn)確地向值班調(diào)度員報(bào)告情況；不應(yīng)慌亂、匆忙或未經(jīng)慎重考慮即行處理。待情況清晰后，要迅速詳細(xì)向調(diào)度員匯報(bào)事故發(fā)生的時(shí)間及現(xiàn)象、跳閘斷路器的名稱、編號(hào)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的動(dòng)作情況及表針擺動(dòng)、頻率、電壓、潮流的變化等。并在值班調(diào)度員的指揮下沉著、迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。

(1)為加速處理事故，限制事故的發(fā)展，消除事故的根源，并解除對(duì)人身和設(shè)備安全的威脅，應(yīng)進(jìn)行下列操作：

1)將直接對(duì)人員生命有威脅的設(shè)備停電；

2)將已損壞的設(shè)備隔離；

3)運(yùn)行中的設(shè)備有受損傷的威脅時(shí)，應(yīng)停用或隔離

4)站用電氣設(shè)備事故恢復(fù)電源；

5)電壓互感器保險(xiǎn)熔斷或二次開關(guān)掉閘時(shí)，將有關(guān)保護(hù)停用；

6)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程中明確規(guī)定的操作，可無須等待值班調(diào)度員命令，變電站當(dāng)值運(yùn)行人員可自行處理，但事后必須立即向值班調(diào)度員匯報(bào)。

(2)改變運(yùn)行方式使供電恢復(fù)正常，并查明干式變壓器自動(dòng)跳閘的原因。

1)如有備用干式變壓器，應(yīng)立即將其投入，以恢復(fù)向用戶供電，然后再查明故障干式變壓器的跳閘原因。

2)如無備用干式變壓器，則只有盡快根據(jù)掉牌指示，查明何種保護(hù)動(dòng)作。

在查明干式變壓器跳閘原因的同時(shí)，應(yīng)檢查有無明顯的異常現(xiàn)象，如有無外部短路、線路故障、過負(fù)荷、明顯的火光、怪聲、噴油等。如確實(shí)證明干式變壓器兩側(cè)斷路器跳閘不是由于內(nèi)部故障引起，而是由于過負(fù)荷、外部短路、或保護(hù)裝置二次回路誤動(dòng)造成，則干式變壓器可不經(jīng)外部檢查重新投入運(yùn)行。

如果不能確定干式變壓器跳閘是由于上述外部原因造成的，則必須對(duì)干式變壓器進(jìn)行內(nèi)部檢查。主要應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻、直流電阻的檢查。經(jīng)檢查判斷干式變壓器無內(nèi)部故障時(shí)，應(yīng)將瓦斯保護(hù)投入到跳閘位置，將干式變壓器重新合閘、整個(gè)過程，應(yīng)慎重行事。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

如經(jīng)絕緣電阻、直流電阻檢查判斷干式變壓器有內(nèi)部故障，則需對(duì)干式變壓器進(jìn)行吊芯檢查。

二、干式變壓器氣體保護(hù)動(dòng)作后的處理

干式變壓器運(yùn)行中如發(fā)生局部發(fā)熱，在很多情況下，沒有表現(xiàn)為電氣方面的異常，而先先表現(xiàn)出的是油氣分解的異常，即油在局部高溫作用下分解為氣體，逐漸集聚在干式變壓器頂蓋上端及瓦斯繼電器內(nèi)。區(qū)別氣體產(chǎn)；生的速度和產(chǎn)氣量的大小，實(shí)際上是區(qū)別過熱故障的大小。

(1)輕瓦斯動(dòng)作后的處理。輕瓦斯動(dòng)作發(fā)出信號(hào)后，先先應(yīng)停止音響信號(hào)，并檢查瓦斯繼電器內(nèi)氣體的多少，判明原因。

1)非干式變壓器故障原因。如：空氣侵入干式變壓器內(nèi)(濾油后)；油位降低到氣體繼電器以下(浮子式氣體繼電器)或油位急劇降低(擋板式氣體繼電器)；瓦斯保護(hù)二次回路故障(如氣體繼電器接線盒進(jìn)水、端子排或二次電纜短路等)。如確定為外部原因引起的動(dòng)作，則恢復(fù)信號(hào)后，干式變壓器可繼續(xù)運(yùn)行。

2)主干式變壓器故障原因。如果不能確定是由于外部原因引起瓦斯信號(hào)動(dòng)作，同時(shí)又未發(fā)現(xiàn)其他異常，則應(yīng)將瓦斯保護(hù)投入跳閘回路，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)干式變壓器的監(jiān)護(hù)，認(rèn)真觀察其發(fā)展變化。

(2)重瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的處理：運(yùn)行中的干式變壓器發(fā)生瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘，或者瓦斯信號(hào)和瓦斯跳閘同時(shí)動(dòng)作，則先先考慮該干式變壓器有內(nèi)部故障的可能。對(duì)這種干式變壓器的處理應(yīng)十分謹(jǐn)慎。

故障干式變壓器內(nèi)產(chǎn)生的氣體是由于干式變壓器內(nèi)不同部位判明瓦斯繼電器內(nèi)氣體的性質(zhì)、氣體集聚的數(shù)量及速度程度是至關(guān)重要的。不同的過熱形式造成的。因此，對(duì)判斷干式變壓器故障的性質(zhì)及嚴(yán)重程度是至關(guān)重要的。

1)集聚的氣體是五色無臭且不可燃的，則瓦斯動(dòng)作的原因是因油中分離出來的空氣引起的，此時(shí)可判定為屬于非干式變壓器故障原因，干式變壓器可繼續(xù)運(yùn)行；，

2)氣體是可燃的，則有極大可能是干式變壓器內(nèi)部故障所致。對(duì)這類干式變壓器，在未經(jīng)檢查并試驗(yàn)合格前，不允許投入運(yùn)行：

干式變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作是一種內(nèi)部事故的前兆，或本身就是一次內(nèi)部事故。因此，對(duì)這類干式變壓器的強(qiáng)送、試送、監(jiān)督運(yùn)行，都應(yīng)特別小心，事故原因未查明前不得強(qiáng)送。

三、干式變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后的處理

差動(dòng)保護(hù)是為了保證干式變壓器的安全可靠的運(yùn)行，即當(dāng)干式變壓器本身發(fā)生電氣方面的故障(如層間、匝間短路)時(shí)盡快地將其退出運(yùn)行，從而減少事故情況下干式變壓器損壞的程度。規(guī)程規(guī)定，對(duì)容量較大的干式變壓器，如并列運(yùn)行的6300kVA及以上、單先運(yùn)行的10000kVA及以上的干式變壓器，要設(shè)置差動(dòng)保護(hù)裝置。與瓦斯保護(hù)相同之處是這兩種保護(hù)動(dòng)作都比較靈敏、迅速，都是保護(hù)干式變壓器本身的主要保護(hù)。與瓦斯保護(hù)不同之處在于瓦斯保護(hù)主要是反映干式變壓器內(nèi)部過熱引起油氣分離的故障，而差動(dòng)保護(hù)則是反映干式變壓器內(nèi)部(差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi))電氣方面的故障。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，則干式變壓器兩側(cè)(三繞組干式變壓器則是三側(cè))的斷路器同時(shí)跳閘。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

(1)運(yùn)行中的干式變壓器，如果差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作引起斷路器跳閘，運(yùn)行人員應(yīng)采取如下措

1)先先拉開干式變壓器各側(cè)閘刀，對(duì)干式變壓器本體進(jìn)行認(rèn)真檢查，如油溫、油色、防爆玻璃、瓷套管等，確定是否有明顯異常。

2)對(duì)干式變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)范圍的所有一次設(shè)備進(jìn)行檢查，即干式變壓器高壓側(cè)及低壓側(cè)斷路器之間的所有設(shè)備、引線、鋁母線等，以便發(fā)現(xiàn)在差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)有無異常。

3)對(duì)干式變壓器差動(dòng)保護(hù)回路進(jìn)行檢查，看有無短路、擊穿以及有人誤碰等情況。

4)對(duì)干式變壓器進(jìn)行外部測(cè)量，以判斷干式變壓器內(nèi)部有無故障。測(cè)量項(xiàng)目主要是搖測(cè)絕緣電阻。

(2)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作后的處理。

1)經(jīng)過上述步驟檢查后，如確實(shí)判斷差動(dòng)保護(hù)是由于外部原因，如保護(hù)誤碰、穿越性故障引起誤動(dòng)作等，則該干式變壓器可在重瓦斯保護(hù)投跳閘位置情況下試投。

2)如不能判斷為外部原因時(shí)，則應(yīng)對(duì)干式變壓器進(jìn)行更進(jìn)一步的測(cè)量分析，如測(cè)量直流電阻、進(jìn)行油的簡(jiǎn)化分析、或油的色譜分析等，以確定故障性質(zhì)及差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的原因。

3)如果發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部故障的特征，則須進(jìn)行吊芯檢查。

4)當(dāng)重瓦斯保護(hù)與差動(dòng)保護(hù)同時(shí)動(dòng)作開關(guān)跳閘，應(yīng)立即向調(diào)度員匯報(bào)，不得強(qiáng)送。

5)對(duì)差動(dòng)保護(hù)回路進(jìn)行檢查，防止誤動(dòng)引起跳閘的可能。

除上述干式變壓器兩種保護(hù)外還有定時(shí)限過電流保護(hù)、零序保護(hù)等。

當(dāng)主干式變壓器由于定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，先先應(yīng)解除音響，然后詳細(xì)檢查有無越級(jí)跳閘的可能，即檢查各出線開關(guān)保護(hù)裝置的動(dòng)作情況，各信號(hào)繼電器有無掉牌，各操作機(jī)構(gòu)有無卡死等現(xiàn)象。如查明是因某一出線故障引起的越級(jí)跳閘，則應(yīng)拉開出線開關(guān)，將干式變壓器投入運(yùn)行，并恢復(fù)向其余各線路送電；如果查不出是否越級(jí)跳閘，則應(yīng)將所有出線開關(guān)全部拉開，并檢查主干式變壓器其他側(cè)母線及本體有無異常情況，若查不出明顯的故障，則干式變壓器可以空載試投送一次，運(yùn)行正常后再逐路恢復(fù)送電。當(dāng)在送某一路出線開關(guān)時(shí)，又出現(xiàn)越級(jí)跳主干式變壓器開關(guān)，則應(yīng)將其停用，恢復(fù)主干式變壓器和其余出線的供電。若檢查中發(fā)現(xiàn)某側(cè)母線有明顯故障征象，而主干式變壓器本體無明顯故障，則可切除故障母線后再試合閘送電，若檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)主干式變壓器本體有明顯的故障征兆時(shí)，不允許合閘送電；應(yīng)匯報(bào)上級(jí)聽候處理。當(dāng)零序保護(hù)動(dòng)作時(shí)，一般是系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障而引起的，事故發(fā)生后，立即匯報(bào)調(diào)度聽候處理。

第四節(jié)干式變壓器著火事故處理

干式變壓器著火，應(yīng)先先斷開電源，停用冷卻器，迅速使用滅火裝置。若油溢在干式變壓器頂蓋上面著火，則應(yīng)打開下部油門放油至適當(dāng)油位；若是干式變壓器內(nèi)部故障而引起著火，則不能放油，以防干式變壓器發(fā)生嚴(yán)重爆炸的可能。一旦干式變壓器故障導(dǎo)致著火事故，后果將十分嚴(yán)重，因此要高度警惕，作好各種情況下的事故預(yù)想，提高應(yīng)付緊急狀態(tài)和突發(fā)事故下解決問題的應(yīng)變技能，將事故的影響降低到較小的范圍。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

1．干式變壓器油著火的條件和特性

絕緣油是石油分餾時(shí)的產(chǎn)物，主要成分是烷族和環(huán)烷族碳?xì)浠衔铩Ｓ糜陔姎庠O(shè)備的絕緣油的閃點(diǎn)不得低于135℃，所以正常使用時(shí)不存在自燃及火燒的危險(xiǎn)性。因此，如果電氣故障發(fā)生在油浸部位，因電弧在油中不接觸空氣，不會(huì)立即成為火焰，電弧能量完全為油所吸收，一部分熱量使油溫升高，一部分熱量使油分子分解，產(chǎn)生乙炔、乙烯等可燃性氣體，此氣體亦吸收電弧能量而體積膨脹，因受外殼所限制，使壓力升高。但是當(dāng)電弧點(diǎn)燃時(shí)間長(zhǎng)，壓力超過了外殼所能承受的極限強(qiáng)度就可能產(chǎn)生爆炸。這些高溫氣體沖到空氣中，一遇氧氣即成明火而發(fā)生燃燒。

2．防范要求

(1)干式變壓器著火事故大部分是由本體電氣故障引起，作好干式變壓器的清掃維修和定期試驗(yàn)是十分重要的措施。如發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時(shí)處理，使絕緣經(jīng)常處于良好狀態(tài)，不致產(chǎn)生可將絕緣油點(diǎn)燃起火的電弧。

（2)干式變壓器各側(cè)開關(guān)應(yīng)定期校驗(yàn)，動(dòng)作應(yīng)靈活可靠；干式變壓器配置的各類保護(hù)應(yīng)定期檢查，保持完好。這樣，即使干式變壓器發(fā)生故障，也能正確動(dòng)作，切斷電源，縮短電弧燃燒時(shí)間。主干式變壓器的重瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)，在干式變壓器內(nèi)部發(fā)生放電故障時(shí)，能迅速使開關(guān)跳閘，因而能將電弧燃燒時(shí)間限制得較短，使在油溫還不太高時(shí)，就將電弧熄滅。

(3)定期對(duì)干式變壓器油作氣相色譜分析，發(fā)現(xiàn)乙炔或氫烴含量超過標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)分析原因，甚至進(jìn)行吊心檢查找出問題所在。在重瓦斯動(dòng)作跳閘后不能盲目強(qiáng)送，以免事故擴(kuò)大發(fā)生爆炸和大火。

(4)干式變壓器周圍應(yīng)有可靠的滅火裝置。

3．干式變壓器防火保護(hù)的幾種滅火系統(tǒng)

(1)水噴霧滅火系統(tǒng)。利用水噴霧滅火是將著火的干式變壓器從外部噴水降溫而實(shí)現(xiàn)熄滅火焰。水噴霧滅火系統(tǒng)的構(gòu)成主要有儲(chǔ)水池、水泵、閥門水管道、噴水頭及火焰探測(cè)器和控制器等。

這種滅火方法在實(shí)際應(yīng)用中存在如下幾個(gè)問題：

1)噴頭易發(fā)生堵塞，長(zhǎng)期不用時(shí)突然使用，水管鐵銹沖至噴頭可能會(huì)發(fā)生堵塞響滅火功能。

2)管道必須沿干式變壓器排列，檢修干式變壓器時(shí)，必須先拆管道，因此很不方便。

3)必須在干式變壓器附近設(shè)置儲(chǔ)水池，且水要定期更換，否則時(shí)間太長(zhǎng)水要變質(zhì)發(fā)臭，造成污染。

4)除上述外還需要大功率水泵，因此，成本高，維護(hù)工作量大。

(2)鹵代烷滅火系統(tǒng)。鹵代烷滅火的原理是返催化，即將原進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)中止而熄滅火焰。采用鹵代烷方式滅火，只有在干式變壓器油外溢著火時(shí)才有效，且這種滅火介質(zhì)噴出后，會(huì)破壞大氣中的臭氧層，因此從環(huán)保的角度出發(fā)，這種滅火方式終將可能被淘汰。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

(3)氮?dú)鈹嚢铚缁鹣到y(tǒng)。氮?dú)鈹嚢铚缁鹣到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、方便易行、不污染環(huán)境、滅火效果顯著，且造價(jià)低，維護(hù)方便。以下介紹的DDM油浸干式變壓器充氮滅火器裝置是目前比較先進(jìn)可靠的一種干式變壓器滅火設(shè)備。DDM油浸電力干式變壓器充氮滅火裝置主要用于發(fā)電廠，變壓站容量在10MVA以上的大容量電力干式變壓器的滅火消防：

系統(tǒng)滅火工作原理。

當(dāng)干式變壓器發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)器和瓦斯繼電器動(dòng)作信號(hào)起動(dòng)滅火裝置，該裝置同時(shí)接收到啟動(dòng)投運(yùn)的兩組信號(hào)后，先先快速將排油閥立即打開，將油箱中油降低于頂蓋下方25cm左右，緩介干式變壓器本體內(nèi)壓力防止爆炸，同時(shí)控流閥關(guān)閉，將油枕與本體隔離，防止“火上澆油”。

經(jīng)排油閥打開數(shù)紗后，氮?dú)鈴母墒阶儔浩鞯撞砍淙氡倔w，使干式變壓器油上下充分?jǐn)嚢瑁仁褂蜏亟抵寥键c(diǎn)以下，實(shí)現(xiàn)迅速滅火，充氮時(shí)間可持續(xù)10min以上，以使干式變壓器充分冷卻，阻止重燃。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及滅火流程原理如圖5—24所示。

4反事故措施

1)干式變壓器加油應(yīng)采用真空注油，以排除氣泡。油質(zhì)應(yīng)化驗(yàn)合格，并作好記錄。

2)干式變壓器投入運(yùn)行后，重瓦斯保護(hù)應(yīng)接入跳閘回路，并應(yīng)采取措施防止誤動(dòng)作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)輕瓦斯告警信號(hào)時(shí)，要及時(shí)取油樣判明氣體性質(zhì)，并檢查原因及時(shí)排除故障。

3)對(duì)干式變壓器滲漏油的故障要及時(shí)加以處理。

4)防爆裝置應(yīng)按要求安裝在正確的位置，防爆板應(yīng)采用適當(dāng)厚度的層壓板或玻璃纖維布板等脆性材料。

5)加強(qiáng)管理和建立正常的巡視檢查制度。

6)重視安全教育，進(jìn)行事故預(yù)想，提高安全意識(shí)。

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